卫星运转控制——航天卫星高科技知识 科普化传播设计与实现

２０１７年第１１期　
卫星运转控制　航天卫星高　科技知识　
科普化传播设计与实现　

柯凌，胡民达，曹静　
广州气象卫星地面站。广东广州５１　０６６５　

摘要　随着《中华人民共和国科普－；－Ｌ－））以及《广州市科普条例》相继出台，卫星气象事业进入快速发展阶段，　
公众对航天科技兴趣越来越浓厚，广州气象卫星地面站科普教育基地经过多年科普实践，设计并建设了航天卫星科　
普互动馆　本文主要陈述了馆内“卫星运转控制”科普动感设备的创新设计与实现。　
关键词卫星运转；科普；设计；实现　
中图分类号Ｇ２　文献标识码Ａ　文章编号２０９　５—６　３６３（２０１　７）１１－０００７－０２　

航天已成为高科技代名词，创新是引领航天高科　
技发展的第一动力，融入航天科技与文化的创新教育更　
能激发青少年的探索欲和成就感，将航天科学与科学素　
质教育相结合，能够启迪广大青少年科学素养。广州气　
象卫星地面站卫星气象科普教育基地自成立以来，接待　
前来基地参观的人数超过３０万人次，当讲解到极轨气　
象卫星和静止气象卫星运行轨迹时，往往让参观者不能　
完全理解，特别是广大青少年学生，开发一套直观的卫　
星运转演示设备就显得尤其重要。　
１解决的问题　
如何将卫星运转实物模型与卫星运转科普视频有　
机结合，交替呈现极轨气象卫星和静止气象卫星在轨运　
行状态和科普讲解视频，以一种生动有趣的方式传播卫　
星运转科学知识。　

２项目设计　
２．１展示内容　
采用电控液晶玻璃技术，通过通电液晶玻璃将投　
影系统和实物运转模型两部分动态隔离。应用红外传感　
技术，在观众进入展示区域时开启投影系统，播放卫星　
知识影像，视频播放完毕，投影系统关闭，观众透过玻　
璃可以看到极轨及静止气象卫星的实物运转模型。　
２．２展示原理　
液晶玻璃是一种将液晶膜通过高温高压的方式，　
夹层封装而成的高科技光电玻璃产品，使用者可以借由　电流的通电与否来控制液晶分子的排列，从而达到控制　玻璃透明与不透明状态的最终目的。展项还应用红外　传感技术，在探测到有观众进入展示区域时开启投影　系统。　２．３效果图　卫星的运转控制效果图如图１所示。　２．４技术设计　１）组成和结构，该展项尺寸约２．２ｍ（Ｌ）×２ｍ（Ｈ）　×１．８ｍ（１３），系统框图如图２所示。　作者简介：柯凌，广州气象卫星地面站。　胡民达，广州气象卫星地面站。　曾静，广州气象卫星地面站。　图１卫星的运转控制展项外观　冒墨豳　图２卫星运转控制系统组成框图　各个组成部分介绍如下：（１）卫星运行实物模型：　参考同步卫星和极轨卫星绕地球公转的轨迹，按一定的　
比例制作机械模型，机械模型的运行可控：（２）投影系　
统：以通电液晶玻璃为投影幕，配置超短焦镜头投影机　
显示卫星运行视频；（３）视频制作：同步卫星和极轨卫　
星绕地球运转转的影像视频制作；（４）音响系统：旁白　
或背景音乐的播放：（５）播放控制系统：红外感应信号　
采集，灯光控制，视频播放及系统控制等。　
２）控制系。卫星运行控制系统是控制卫星执行观　
测任务，并使整个卫星地面应用系统协调、高效运行的　
关键。主要任务是根据上级指令和观测任务要求，完成　
观测任务规划、观测计划制定、卫星有效载荷控制、数　
科学前沿论坛　
据接收规划调度和星地系统工作状态监视等功能，以充　
分发挥卫星资源和地面资源的综合利用效益。系统控制　
逻辑图如图３所示。　

图３系统控制方式逻辑图　
３）电气原理图，如图４所示。　

！　符　；　
图４卫星运转控制电气原理图　
４）系统连接图，如图５所示。　

３科普效果　
我国航天事业创造了辉煌成就，积淀了深厚博大　
的航天精神，航天卫星科普互动馆作为航天文化、历史　

“（上接第４页）　
好预防。实验室的安全事故主要是人为原因导致，除了　实验过程控制之外，实验前的安全教育也十分必要。　３．２定期检查　实验次数的增加和存放时间的增加，会使得设备　磨损，或者出现潮湿等问题，久而久之，聚少成多，最　终形成一触即发的隐患，威胁实验安全，要解决这些问　题，需要从细节处入手，并且加强管理和定期维修工作。　可以在实验室内放置干燥剂，定期通风，防止潮湿和空　气不流通导致实验室滋生细菌，防止设备故障。对于电　器和线路，需要进行定期检修，避免设备年久失修或者　电路老化，保障用电安全。在实验室中放置足够的灭火　器，定期进行消防演练，一方面让学生自救，一方面能　够保证设施的正常使用。许多实验室事故的产生，都是　因为设备和线路的问题，因此，在保证操作规范的前提　下，也需要保证实验室本身不具有导致危险发生的因素。　在安全检查后，对需要注意的事项以及设备情况进行　标识。　３．３预约与电子门禁　如何保证学生在实验之前已经熟知注意事项和操　事迹、纪念珍藏的综合性主题展馆，全方位、多角度、　零距离地展示了中国航天发展历程及辉煌成就。经过１　年多的试运行，航天卫星科普互动馆深受广大群众的欢　迎，参观人数激增，１年来受益人数超过２万人次，其　中“卫星运转控制”项目以一种直观的方式，展示卫星　运转知识，将卫星运转实物模型与卫星运转科普视频有　机结合，创新性地实现航天卫星高科技知识科普化传播。　另外，为了让观众能更方便地了解相关知识内容，本次　展览特别开发启用了智能手机导览客户端Ａｐｐ。观众可　以在现场通过智能手机扫描二维码下载客户端程序，之　后在展览现场扫描对应展品二维码，便可享受全展语音　导览，了解展项背后的科学知识，感受高科技带来的非　凡观展体验。　图５卫星运转控制系统连接图　参考文献　［１】王士成．卫星运行控制系统混合模式架构研究【Ｊ】．信息系统　与网络，２０１　３，４３（３）：２１－２　３．　［２］九天揽月——重庆科技馆大型航天科普展［Ｊ】．课堂内外　（初中版），２０ｌ１（３）：４６－４７．　作规范是需要思考的问题，笔者认为，预约不失为一种　
好的方法，学生在预约之时需要就其应当熟知的内容进　
行测试，测试通过方能预约，在进入实验室之前，采用　
指纹识别方式进行身份验证，避免不懂安全操作的人进　
入实验室，且此种方法能够提升管理效率，减少人力成　
本。在实验室中安装监控，能够及时反馈学生实验情况，　
对于一些危险操作，能够及时发现和阻止，也能够随时　
了解实验室情况。除了上述管理措施，也需要人工管理，　
无论是实验过程中的监督还是日常生活中的管理，都需　
要人员进行管理，对于巡视结果和检查过程，需要书面　
记录，建立事后追责制度，这也能够倒逼管理人员提升　
管理效率，在管理过程中更加精细。　
希望笔者的研究对高校仪器设备安全有一定启发　
作用。　

参考文献　
【１】毕四军，周保范，李喜玲．大型仪器设备安全使用与科学　
规范化管理【Ｊ］．实验技术与管理，２０１　６，３１（５）：２６２—　
２６４．　
【２】徐静年，郭奋．新时期高校实验室安全管理的分析与思考　
【Ｊ】．中国安全科学学报，２０１６，１　５（４）：３７—３９．